【摘 要】
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本论文基于石圪台煤矿含、隔水层及覆岩地质特征,提出了浅埋近距煤层重复采动覆岩裂隙发育规律及控制技术,以解决浅埋煤田大规模开采与水资源保护之间的矛盾。通过采用数值模拟
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本论文基于石圪台煤矿含、隔水层及覆岩地质特征,提出了浅埋近距煤层重复采动覆岩裂隙发育规律及控制技术,以解决浅埋煤田大规模开采与水资源保护之间的矛盾。通过采用数值模拟、理论分析等方法,对隔水层力学性质、覆岩移动特征及裂隙发育规律、上下两煤层间覆岩以及主关键层及隔水层之间诸多因素对导水裂隙发育的影响、主关键层结构稳定性理论方面进行了分析,并提出了浅埋近距煤层保水开采的技术措施。主要研究成果如下:(1)通过对隔水层力学性能进行测试,隔水层破坏形式为拉伸变坏,其破断具有突然性,在水平拉伸变形ε不超过0.20%~0.24%,隔水层就能够保持完整,具有较强的隔水能力。(2)模拟得出了12105工作面覆岩移动特征,导水裂隙演化规律以及隔水层水平变形规律。在此基础上,对影响导水裂隙发育的覆岩赋存地质条件进行了分析,得出了不同岩层组合条件下,能够实现保水开采的最小D/M值与导水裂隙发育特征;主关键层破断后,隔水层能够保持稳定的主、隔之间岩层厚度关系以及对于控制导水裂隙发育的最佳岩性组合。(3)对不同开采影响因素下导水裂隙发育的影响进行了分析,包括采高、工作面布局,开采方法以及工作面不同开采速度。得出了不同开采条件下导水裂隙发育特征。(4)由弹性薄板理论得出了导水裂隙发育高度判定准则,由砌体梁理论确定了主关键层不发生结构破坏失稳的合理采高。从工作面初采阶段、正常回采阶段以及末采阶段三个方面对浅埋近距煤层保水开采提出了建议并给出了基于主关键层稳定性的保水开采措施。
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